Формирование пористой структуры в изделиях на основе железа и титана с заданными физико-механическими и эксплуатационными свойствами

• Автор: Мельничук, Александр Федорович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Актуальность проблемы изготовления изделий из

порошковых материалов с заданными свойствами

1.1 Эффективность изготовления деталей из конструкционных порошковых материалов

1.2 Анализ существующих и перспективных методов изготовления изделий из порошковых материалов

1.3 Обоснование направления и методик исследований, выбор оборудования

1.4 Выводы 43 Глава 2 Исследование влияния факторов активирования

взаимодействия атмосферы сухого воздуха с поверхностью сплавов на основе железа и титана на технологичность изготовления и свойства конструкций

2.1 Взаимодействие в обычных атмосферных условиях

2.2 Взаимодействие в изолированном объеме
2.3 Взаимодействие с атмосферой сухого воздуха при ГЛР в среде аргона и азота
2.4 Выводы
Глава 3 Исследование влияния активирующих факторов процесса
холодного прессования на изменение структуры и усадки образцов имитаторов конкретных изделий
3.1 Общие закономерности формования порошков
3.2 Исследование образцов имитаторов колец припоя из сплава ВПР-16
3.3 Исследование на образцах имитаторах корпуса замка из порошкового сплава на основе титана

3.4 Исследование на образцах имитаторах гермошайб из порошкового сплава на основе титана
3.5 Выводы
Глава 4 Кинетика, температурная зависимость и механизм
активирования образования диффузионного соединения порошковых частиц из материалов ЖГр1 и 2М2А
4.10 природе образования соединения в твердофазном состоянии
4.2 Исследование активизации процесса диффузионного взаимодействия порошковых частиц в холоднопрессованных заготовках
4.3 Закономерности формирования пористости и свойств спеченных заготовок
4.4 Выводы
Глава 5 Влияние условий диффузионного взаимодействия
порошковых частиц сплава 2М2А и листовых заготовок сплава ВТ20 на свойства композиционных конструкций
5.1 Исследование условий взаимодействия порошковых частиц из сплава 2М2А и листовых заготовок из сплава ВТ20 при спекании
5.2 Исследование влияния условий спекания на свойства комбинированных из порошка и листа деталей
5.3 Проведение ресурсных испытаний и оценка эксплуатационных свойств конкретных деталей
5.4 Выводы
Общие выводы
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
Актуальность работы. В последние годы наблюдается резкое увеличение доли металлических композиционных материалов в конструкциях перспективных изделий авиационной, космической, энергетической и другой техники. Интегральное снижение эксплуатационных расходов, которое дает достижение нового уровня потребительских характеристик, перекрывает издержки на разработку и изготовление этих материалов. В общем технологическом процессе изготовления металлических композиционных материалов заслуживают процессы получения различного рода изделий, изготовленных методом малоотходной технологии (порошковая металлургия, литье и др.), которые требуют постоянного совершенствования и разработки новых наиболее эффективных и экономически выгодных технологических процессов их осуществления.
Развитие нефтяной, химической, газовой и других отраслей промышленности невозможно без использования пористых фильтров из спеченных материалов, которые по сравнению с имеющими широкое распространение тканевыми, картонными и другими, более прочны, выдерживают повышенные температуры и их резкие колебания, не загрязняют очищаемую среду материалом фильтра, обеспечивают высокую тонкость фильтрации, позволяют фильтровать кислоты, щелочи, высокотемпературные агрессивные газы, горючие и смазочные материалы, жидкие металлы и т.д.
Пористые материалы находят также широкое применение и в других отраслях промышленности (текстильная, кондитерская, фармацевтическая). Например, внедрение в промышленную практику не требующих смазки пористых подшипников скольжения с уникальными физико-механическими свойствами вообще недостижимо традиционными методами изготовления. Изготовление тугоплавких порошков с особыми свойствами, например, нитридов титана из отходов ГЛР титана и его сплава.

Упругость пара титана рассчитывают по формуле
1ЕР = А-В/Т,
где А = 0,0125-, В=0,02323.
Расчеты показывают, что упругость пара и скорость испарения титана при температурах спекания 1000 - 1200°С значительно ниже, чем у железа, меди, никеля и других металлов, обычно используемых в порошковой металлургии, поэтому вероятность переноса титана на нагреватели вследствие сублимации невелика. Механический перенос частиц, оторванных потоком эвакуируемых газов от поверхности титановых прессовок, более вероятен. Здесь необходимо учитывать возможность образования определенного количества частиц в виде «осыпи» из-за механического повреждения прессовок при их укладке, транспортировке и установке садки в печь.
Весьма вероятно также и протекание химических транспортных реакций с участием низших галоидных соединений титана, например
П + 2 Т1С13 <-» 3 Т1С12
В результате оседания на токоподводах и футеровке может произойти электрический пробой, что выведет из строя печь. При попадании в зазоры трущихся частей механических вакуумных насосов они могут заклиниваться.
Специальных вакуумных печей для спекания порошков из титана нет, поэтому в серийно выпускаемые вакуумные печи обычно вводят конструктивные изменения, обеспечивающие защиту токоподводов и нагревателей от попадания на них частиц металла и безаварийную работу. Для спекания титановых изделий были модернизированы вакуумные печи типа ЭВТ-15 (ОКБ-704, ОКВ-704А), предназначенные для отжига магнитопроводов [17]. Чтобы предотвратить попадание паров титана на нагреватели, футеровку и токоподводы, в печи установили контейнер с водоохлаждаемым фланцем, вакуумируемый через верхнюю крышку.
В результате модернизации при небольшом повышении мощности нагревателей рабочий объем печи был увеличен в пять раз; масса садки